固定宽带无线接入技术的发展( 三 )


MIMO领域另一个研究热点是空时编码技术 。空时码的主要思想是利用空间和时间上的编码实现一定的空间分集和时间分集,从而降低信道误码率 。
2.2 调制与均衡技术
调制可分为单载波调制和多载波调制[4] 。在单载波调制系统中,有多种均衡方法,其性能和实现复杂度各不相同 。最大似然(ML)均衡有最优的性能,但是运算复杂度太大;判决反馈均衡(DFE)应用最为广泛 。此外还有一些较简单的线性均衡方法,比如迫零算法和最小均方误差算法 。
线性均衡没有充分利用因时延扩展引起的信道的频率分集特性 。在时延扩展较大或者数据速率较高的情况下,单载波均衡器的计算复杂度和均衡器自适应所要求的复杂度限制了单载波系统的性能 。
常见的多载波调制技术是正交频分复用(OFDM),它在每个符号前加了一个保护间隔(循环前缀),这个保护间隔要足够大,能够容忍可能出现的最大时延扩展 。由于保护间隔消除了多径的影响,使得OFDM不再需要均衡 。发射机和接收机分别通过逆快速傅立叶变换(IFFT)和快速傅立叶变换(FFT)来实现,均衡被简化为在一个个子载波上的简单的标量乘积 。在OFDM系统中,频率分集通过在子载波上的编码和交织实现 。随着时延扩展和/或数据速率的增加,循环前缀必须相应地增加来保证有比信道冲激响应更长的持续时间 。为了保证一个不变的循环前缀开销,子载波的数目N也必须相应地增加,这就导致FFT变换规模的增加,从而增加了运算复杂度 。总的来说,从纯运算复杂度的观点来看,均衡的简化使得OFDM更胜单载波一筹 。而且,由于OFDM技术具有较高的频谱利用率,目前在很多无线通信标准的物理层中被采纳,如IEEE 802.11a、HIPERLAN/2等标准,第4代移动通信系统也将它列为首选技术 。OFDM技术还可以与MIMO、空时编码技术相结合,使系统性能得到进一步的提高 。
超宽带(UWB)调制是近年来新出现的一种调制技术 。在UWB系统中,一种脉冲位置调制(PPM)的低于纳秒量级的序列被用来传输信息 。由于受发射功率的限制,短距离高速无线数据传输将是UWB的主要应用领域 。
2.3 自适应传输技术
无线通信系统信道状况、业务类型、业务的分布会随时间、空间的变化而变化,采用自适应技术可使得系统具有更加灵活和智能的功能来根据这些变化进行自适应调整,从而提高传输质量,增大系统容量 。
自适应传输技术是根据移动信道的衰落时变特性,自适应地选择传输参数,在信道情况好的情况下,提供高的传输速率,而在信道情况差时,降低输出速率,提高抗干扰的鲁棒性 。采用自适应传输技术的优点是在维持数据业务的特定QoS要求的准则下,提高系统的平均频带利用率和传输速率,提高系统容量 。可供选择的传输参数包括发射功率水平、传输符号速率、调制方式(星座图的点数)、信道编码码率等 。自适应传输技术具体包括:
(1)自适应编码调制技术
自适应编码调制技术使用户的数据速率根据信道状况及时调整,是无线数据通信系统中的一项要害技术[5] 。自适应编码调制必须能够灵活地实现以下两种情况:信道较差时,对链路信号损害较大,可采用鲁棒性较强的低阶调制(如B/SK、QPSK)和低速率编码,以保证一定的误码率要求;信道较好时,对链路信号损害较小,可采用适应高数据速率要求的高阶调制(如64-QAM、256-QAM)和高速率编码,来提高频谱效率 。假如调制级数能够瞬时匹配于信道条件,自适应调制技术就能够在衰落信道提供最大的增益,在高斯信道则作用不明显 。
(2)自适应功率分配技术

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